Nước nguyên chất có dẫn điện không? Điều này sẽ được Thuonghieuviet giải đáp trong bài viết sau đây. Mời bạn đọc cùng theo dõi!
Nước nguyên chất là gì? Nước nguyên chất có dẫn điện không?
Nước nguyên chất là nước không có bất kỳ tạp chất nào, như muối, đường, axit, bazơ, ion kim loại hoặc các phân tử hữu cơ. Nước nguyên chất rất khó tìm thấy trong tự nhiên, vì nước thường bị ô nhiễm bởi các chất tan hoặc không tan trong quá trình lưu thông qua đất, không khí và sinh vật.
Nước nguyên chất có thể được sản xuất bằng cách sử dụng các phương pháp như cô đặc, lọc, thẩm thấu ngược, điện phân hoặc quang hóa.
Nước nguyên chất có tính dẫn điện không?
Dẫn điện là khả năng của một chất cho phép dòng điện chạy qua nó. Dòng điện là sự chuyển động của các hạt mang điện tích, như electron hoặc ion. Để một chất có thể dẫn điện được, nó phải có các hạt mang điện tích tự do hoặc có thể di chuyển dễ dàng trong chất đó.
Nước nguyên chất không có các hạt mang điện tích tự do, vì nước chỉ gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Các electron trong liên kết này bị giữ chặt và không thể di chuyển tự do. Do đó, nước nguyên chất không có tính dẫn điện.
Tuy nhiên, nước nguyên chất vẫn có một số độ dẫn điện rất nhỏ, khoảng 0.055 microsiemens/mét ở 25 độ C. Điều này là do nước nguyên chất vẫn có một phần rất nhỏ các phân tử nước bị phân ly thành ion hydroxyl (OH-) và ion hidroni (H3O+). Quá trình này được gọi là tự phân ly của nước và xảy ra theo phương trình sau:
2H2O⇌H3O++OH−
Các ion này có thể di chuyển trong dung dịch và tạo ra dòng điện khi có sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm. Tuy nhiên, số lượng ion này rất ít, chỉ khoảng 10^-7 mol/lít ở 25 độ C, nên độ dẫn điện của nước nguyên chất rất thấp so với các dung dịch khác.
Những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ dẫn điện của nước?
Độ dẫn điện của nước phụ thuộc vào hai yếu tố chính là nhiệt độ và thành phần hóa học của nước.
Nhiệt độ
Nhiệt độ là đại lượng đo mức độ nóng lạnh của một vật hoặc một hệ. Nhiệt độ cao có nghĩa là các phân tử trong chất đó có năng lượng chuyển động cao và va chạm mạnh hơn. Khi nhiệt độ tăng lên, độ tự phân ly của nước cũng tăng theo. Điều này làm tăng số lượng ion hydroxyl và ion hidroni trong nước, từ đó làm tăng độ dẫn điện của nước. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm xuống, độ tự phân ly của nước giảm theo, làm giảm độ dẫn điện của nước.
Bảng sau đây cho thấy sự thay đổi của độ dẫn điện của nước nguyên chất theo nhiệt độ:
| Nhiệt độ (°C) | Độ dẫn điện (microsiemens/mét) |
| 0 | 0.042 |
| 10 | 0.047 |
| 20 | 0.051 |
| 30 | 0.056 |
| 40 | 0.062 |
| 50 | 0.068 |
| 60 | 0.075 |
| 70 | 0.083 |
| 80 | 0.092 |
| 90 | 0.102 |
| 100 | 0.114 |
Thành phần hóa học
Thành phần hóa học là tỉ lệ phần trăm của các nguyên tố hoặc hợp chất trong một chất hoặc một hỗn hợp. Thành phần hóa học của nước có thể bị thay đổi bởi các tác nhân bên ngoài, như ánh sáng, không khí, vi sinh vật, hoặc các chất tan trong nước.
Ánh sáng có thể gây ra hiện tượng quang phân của nước, khiến nước bị phân ly thành hydro và oxy. Quá trình này giảm số lượng phân tử nước và tăng số lượng ion trong dung dịch, làm tăng độ dẫn điện của nước.
Không khí có thể hòa tan vào nước và mang theo các khí như oxy, nitơ, carbon dioxide, hoặc các khí ô nhiễm khác. Các khí này có thể tác dụng với nước và tạo ra các ion hoặc các hợp chất tan trong nước. Ví dụ, carbon dioxide có thể tạo ra axit carbonic khi tan trong nước, làm giảm pH và tăng độ dẫn điện của nước.
Vi sinh vật có thể sống trong nước và tiêu thụ hoặc sản xuất ra các chất hữu cơ hoặc vô cơ. Các chất này có thể tan trong nước hoặc kết tủa thành các cặn bẩn. Các chất tan trong nước có thể làm thay đổi thành phần ion của dung dịch, làm tăng hoặc giảm độ dẫn điện của nước. Các cặn bẩn có thể làm giảm diện tích tiếp xúc giữa hai điện cực và dung dịch, làm giảm dòng điện qua dung dịch.
Các chất tan trong nước là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ dẫn điện của nước. Các chất tan trong nước có thể là các ion kim loại, các muối, các axit, các bazơ, hoặc các phân tử hữu cơ. Các chất này khi tan trong nước sẽ tăng số lượng ion trong dung dịch và do đó tăng độ dẫn điện của nước. Ví dụ, khi ta tan muối (NaCl) trong nước, muối sẽ phân ly thành ion sodium (Na+) và ion clorua (Cl-). Các ion này sẽ di chuyển trong dung dịch và tạo ra dòng điện khi có sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm.
Bảng sau đây cho thấy sự thay đổi của độ dẫn điện của một số dung dịch muối thông dụng theo nồng độ:
| Dung dịch muối | Nồng độ (mol/lít) | Độ dẫn điện (microsiemens/mét) |
| NaCl | 0.01 | 1260 |
| NaCl | 0.1 | 11100 |
| NaCl | 1 | 76000 |
| KCl | 0.01 | 1400 |
| KCl | 0.1 | 12800 |
| KCl | 1 | 91000 |
| CaCl2 | 0.01 | 2100 |
| CaCl2 | 0.1 | 20000 |
| CaCl2 | 1 | 140000 |
Tại sao nước nguyên chất không dẫn điện là một đặc tính quan trọng?
Nước nguyên chất không dẫn điện là một tính chất quan trọng của nước, vì nó có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như khoa học, công nghệ, y tế, hoặc nông nghiệp.
Trong khoa học, nước nguyên chất được sử dụng làm dung môi để pha chế các dung dịch chuẩn, để rửa sạch các dụng cụ thí nghiệm, hoặc để thực hiện các phản ứng hóa học mà không bị can thiệp bởi các tác nhân bên ngoài. Nước nguyên chất cũng được sử dụng để đo độ dẫn điện của các dung dịch khác, bằng cách so sánh với độ dẫn điện của nước nguyên chất.
Trong công nghệ, nước nguyên chất được sử dụng làm tác nhân làm mát cho các thiết bị điện tử, như máy tính, máy in, hoặc máy phát điện. Nước nguyên chất không gây ra sự ăn mòn hoặc gây ngắn mạch cho các linh kiện điện tử, do không có các ion hay các chất bẩn trong nước.
Trong y tế, nước nguyên chất được sử dụng để tiêm vào cơ thể người hoặc động vật, để cung cấp nước hoặc để hòa tan các thuốc hoặc chất dinh dưỡng. Nước nguyên chất không gây ra sự kích ứng hoặc phản ứng dị ứng cho cơ thể, do không có các vi sinh vật hay các chất độc hại trong nước.
Trong nông nghiệp, nước nguyên chất được sử dụng để tưới cây trồng hoặc nuôi trồng thủy sản, để đảm bảo sự phát triển và sinh sản của cây trồng và động vật. Nước nguyên chất không gây ra sự ô nhiễm hoặc suy giảm chất lượng của cây trồng và động vật, do không có các chất hữu cơ hay vô cơ gây hại trong nước.
Kết luận
Nước nguyên chất là nước không có bất kỳ tạp chất nào, như muối, đường, axit, bazơ, ion kim loại hoặc các phân tử hữu cơ. Nước nguyên chất rất khó tìm thấy trong tự nhiên, vì nước thường bị ô nhiễm bởi các chất tan hoặc không tan trong quá trình lưu thông qua đất, không khí và sinh vật.
Trên đây là những thông tin giải đáp Nước nguyên chất có dẫn điện không? Thuonghieuviet hi vọng bài viết này hữu ích với bạn!